專利名稱：：高比表面積多孔銀粉的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種高比表面積多孔銀粉的制備方法，特指一種以合金化法制備銀基合金，經(jīng)破碎球磨制粉后腐蝕制取多孔銀粉的方法。
背景技術(shù)：
：多孔材料是近年發(fā)展起來的新材料，它具有結(jié)構(gòu)材料和功能材料的特性。多孔材料具有大量的空隙決定了它具有如比重小、比強度大、能量吸收性好、比表面積大、滲透性好及對氣體敏感等特性，這些性能使得多孔材料廣泛地使用于過濾器、催化劑載體、熱交換器、多孔金屬電極等。由微細多孔銀粉燒結(jié)后得極板經(jīng)化成生成氧化物而得到的氧化銀電極，可用于鋅/氧化銀(Zn/AgO)電池正極材料和鋁/氧化銀(Al/AgO)電池正極材料，該電池具有放電功率大、電性能穩(wěn)定、使用安全可靠和高比能量等特性，可廣泛用于醫(yī)療衛(wèi)生儲備電源、消防儲備電源、電信儲備應(yīng)急電源、水下推進動力電源及航空航天用二次電池。目前國內(nèi)外制備正極用微細銀粉方法，一般為化學方法如氧化銀熱還原法、醋酸銀熱分解法、葡萄糖還原法等。上述方法制備的銀粉比表面積約為1.52m2/g，經(jīng)壓制后燒結(jié)及氧化化成后制造的AgO電極電極電位低，約0.15V(理論值0.45V)，利用率約為65%左右，其氧含量低(約65%)、電極極化嚴重、電位較低、放電過程中利用率較低(60%~70%)，且流動性差導致機加工性能差，只能通過手工制作銀電極，容易造成電流密度分布失衡，局部性能差異大，工作電壓下降等問題，且降低生產(chǎn)效率，增加勞動力成本。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本低，成品比表面積大、活性高、滲透性強的多孔銀粉制備方法。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的高比表面積多孔銀粉的制備方法，以純度為99.9%的銀錠為基材，選取銀-鎂合金化元素鎂質(zhì)量百分比為15-35%;采用電阻爐及石墨坩堝對鎂進行熔煉，熔煉溫度為7207S0。C，熔煉過程中采用氬氣保護，待鎂完全熔融后按比例將銀錠加入熔融態(tài)鎂中，至銀完全熔化后充分攪拌，澆鑄于鐵模中，待自然冷卻后機械破碎、氬氣保護下球磨，球磨參數(shù)為轉(zhuǎn)速180220r/min，球料比R=1020，球磨4452h，根據(jù)粉末粒度要求過篩分級，沒達到粒度要求的粗合金粉繼續(xù)球磨；球磨后的銀-鎂合金粉末放入過量20%~40%體積的混合酸溶液(混合酸溶液組成為1體積36.5%濃鹽酸+9體積98%濃硫酸+40體積水)中，混合酸溶液體積根據(jù)銀-鎂合金粉末中鎂的質(zhì)量(m:克)計算確定，計算方法混合酸溶液體積V(升)=1.2%m，腐蝕4452h后取出，洗滌、過濾、干燥、過篩，得微米級多孔銀粉。采用上述技術(shù)方案制備的大比表面積、高活性的多孔銀粉的制備方法，利用低成本的合金化元素鎂制備銀-鎂合金，經(jīng)破碎球磨工藝后再腐蝕制備的多孔網(wǎng)絡(luò)狀銀粉具有微米級銀粉粒度、納米級粉的比表面積，因此具有高活性、高利用率及低成本等優(yōu)勢。合金法得到的多孔網(wǎng)絡(luò)狀銀粉比表面積為25m"g，是微米級銀粉比表面積的35倍，且制備的銀粉具有較好的流動性，滿足了全自動輥壓電極設(shè)備對原材料的要求，提高電化學性能均勻性及降低了人工成本。多孔網(wǎng)絡(luò)狀銀粉制造的氧化物(Ag20或AgO)正極極片具有高活性、強滲透性、低極化及較正的陰極電位，其電極電位20.25V(理論值0.45V)，利用率275%，可用于大功率的Zn/AgO二次電池、Al/AgO—次電池正極，而且可以提高陰極的利用率和電池的功率，且可使電池放電臺階電壓高且穩(wěn)定，同時還能大大節(jié)省銀粉用量，降低成本。本發(fā)明提供的高比表面積多孔銀粉的制備方法，其關(guān)鍵技術(shù)在于選用合適的合金化元素鎂與銀元素形成中間合金，經(jīng)腐蝕后得到多孔網(wǎng)絡(luò)狀銀粉。本發(fā)明制備方法流程較短，收率較高，對環(huán)境友好，操作簡便，適宜于工業(yè)化生產(chǎn)。圖1為銀-鎂合金經(jīng)破碎球磨后所得合金粉末微觀形貌；圖2為銀-鎂合金粉經(jīng)酸腐蝕后所得的微米級多孔銀粉微觀形貌；圖3為銀-鎂合金粉經(jīng)腐蝕后所得的多孔銀粉納米級比表面積微觀形；圖4微米級多孔銀粉經(jīng)化成壓制后所得正極極板表面形貌。具體實施方式實施例1:取純度為99.9%純銀錠重量為1000g，銀-鎂合金合金化元素鎂重量為538.5g(質(zhì)量比為35%);采用電阻爐及石墨坩堝對鎂進行熔煉，熔煉溫度為750°C，熔煉過程中采用通入氬氣保護，待鎂完全熔融后按比例將銀錠加入熔融液態(tài)鎂中，保溫至銀完全熔融后充分攪拌，澆鑄于鐵模中，待自然冷卻后機械破碎、氬氣保護下球磨，球磨參數(shù)為轉(zhuǎn)速200r/min，球料比R=15，球磨48h，過325目篩。取過篩后的銀-鎂合金粉末1000g放入5.0~5.9升(1.2%x350xl20%~1.2%x350xl40%)的混合酸溶液(混合酸組成為1體積36.5%濃鹽酸+9體積98%濃硫酸+40體積水)中，腐蝕48h后取出，洗滌、過濾、干燥、過325目篩，真空包裝保存，得微米級多孔銀粉。實施例2:取純度為99.9%純銀錠重量為1000g，銀-鎂合金合金化元素鎂重量為176.5g(質(zhì)量比為15%);采用電阻爐及石墨坩堝對鎂進行熔煉，熔煉溫度為720°C，熔煉過程中采用通入氬氣保護，待鎂完全熔融后按比例將銀錠加入熔融液態(tài)鎂中，保溫至銀完全熔融后充分攪拌，澆鑄于鐵模中，待自然冷卻后機械破碎、氬氣保護下球磨，球磨參數(shù)為轉(zhuǎn)速180r/min，球料比R=10，球磨44h，過325目篩。取過篩后的銀-鎂合金粉末1000g放入2.2~2.6升(1.2。/。xl50xl20。/。1.2。/。xl50xl40。/。)混合酸溶液(混合酸組成為1體積36.5%濃鹽酸+9體積98%濃硫酸+40體積水)中，腐蝕44h后取出，洗滌、過濾、干燥、過325目篩，真空包裝保存，得微米級多孔銀粉。實施例3:取純度為99.9%純銀錠重量為1000g，銀-鎂合金合金化元素鎂重量為-298.7g(質(zhì)量比為23%);采用電阻爐及石墨坩堝對鎂進行熔煉，熔煉溫度為780°C，熔煉過程中采用通入氬氣保護，待鎂完全熔融后按比例將銀錠加入熔融液態(tài)鎂中，保溫至銀完全熔融后充分攪拌，澆鑄于鐵模中，待自然冷卻后機械破碎、氬氣保護下球磨，球磨參數(shù)為轉(zhuǎn)速220r/min，球料比R=20,球磨52h，過325目篩。取過篩后的銀-鎂合金粉末1000g放入3.3~3.9升(1.2%x230xl20%~1.2%x230xl40%)混合酸溶液(混合酸組成為1體積36.5%濃鹽酸+9體積98%濃硫酸+40體積水)中，腐蝕52h后取出，洗滌、過濾、干燥、過325目篩，真空包裝保存，得微米級多孔銀粉。多孔銀粉經(jīng)輥壓燒結(jié)后制成多孔氧化物(Ag20或AgO)正極極片。本發(fā)明制備銀粉相關(guān)參數(shù)如表1所示。本發(fā)明提供合金化法制備微米級多孔銀粉，主要原理為銀與易于腐蝕的合金化元素鎂化合為中間化合物，經(jīng)球磨、酸腐蝕后殘留的即為所需的多孔銀粉。因此按此原理，對于一般金屬多孔粉末的制備，選取適當?shù)暮辖鸹丶案g條件，均能制備出較理想金屬多孔粉末，所以本發(fā)明可以說提供了一種較為普遍的微細多孔金屬粉末制備的方法。表l本發(fā)明制備銀粉相關(guān)參數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>權(quán)利要求1、一種高比表面積多孔銀粉的制備方法，其特征在于以純度為99.9％的銀錠為基礎(chǔ)，選取銀-鎂合金合金化元素鎂重量百分比為15～35％；采用電阻爐及石墨坩堝對鎂進行熔煉，熔煉溫度為720～780℃，熔煉過程采用氬氣保護，待鎂完全熔融后按比例將銀錠加入熔融態(tài)鎂中，保溫至銀完全熔融后充分攪拌，澆鑄于鐵模中，待自然冷卻后機械破碎、氬氣保護下球磨，球磨參數(shù)為轉(zhuǎn)速180～220r/min，球料比R＝10～20，球磨44～52h，根據(jù)粉末粒度要求過篩分級，沒達到粒度要求的粗合金粉繼續(xù)球磨；球磨后的銀-鎂合金粉末放入過量20％～40％體積的混合酸溶液中，腐蝕44～52h后取出，洗滌、過濾、干燥、過篩，得微米級多孔銀粉。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的高比表面積多孔銀粉的制備方法，其特征在于所述的保護氣體為氬氣。3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高比表面積多孔銀粉的制備方法，其特征在于所述的酸液為鹽酸、硫酸或硝酸。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的高比表面積多孔銀粉的制備方法，其特征在于所述的混合酸溶液組成為1體積36.5%濃鹽酸+9體積98%濃硫酸+40體積水，混合酸溶液體積根據(jù)銀-鎂合金粉末中鎂的質(zhì)量計算確定，計算方法混合酸溶液理論體積V(升)=1.2%m。全文摘要本發(fā)明公開了一種高比表面積多孔銀粉的制備方法，以純度為99.9％的銀錠為基材，銀-鎂合金中合金化元素鎂重量百分比為15～35％；采用電阻爐及石墨坩堝對鎂進行熔煉，熔煉溫度為720～780℃，熔煉過程中采用氬氣保護，待鎂完全熔融后按比例將銀錠加入熔融態(tài)鎂中，保溫至銀完全熔融后充分攪拌，澆鑄于鐵模中，待自然冷卻后機械破碎、氬氣保護下球磨，球磨參數(shù)為轉(zhuǎn)速180～220r/min，球料比R＝10～20，球磨時間44～52h，達到粒度要求；球磨后的銀-鎂合金粉末放入過量20％～40％體積的混合酸溶液中，腐蝕44～52h后取出，洗滌、過濾、干燥過篩即可。本發(fā)明是一種生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本低，成品比表面積大、活性高、滲透性強的多孔銀粉的制備方法。文檔編號B22F9/00GK101391304SQ20081014352公開日2009年3月25日申請日期2008年11月7日優(yōu)先權(quán)日2008年11月7日發(fā)明者列左,旭龐,馬正青申請人:中南大學